位置检测组件、运动控制系统及机器人的制作方法

1.本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种位置检测组件、运动控制系统，以及一种机器人。


背景技术：

2.随着计算机技术、互联网技术和人工智能技术的快速发展，越来越多的自动控制设备随之诞生，应用在人们生活和工作的诸多方面。位置检测组件是自动控制领域的关键元件，广泛应用于工业机器人、数控机床、汽车、医疗设备等领域，用来检测被测物体的角位移、直线位移等位置信息，将其转换为易于处理的电信号，以控制运动。
3.由于位置检测组件为设备运动的位置反馈元件，其工作状态直接影响到设备，位置检测组件输出错误会导致设备运动异常甚至飞车，对设备和人员造成危害，因此要求位置检测组件的故障状态能够及时被检出，以采取停止运动等措施。
4.现有技术中，传统位置检测组件通过内部处理电路或mcu(微控制器)检测内部中间变量，如电压、磁场强度等，输出异常状态位，然而该位置检测组件仅能够检出中间变量异常，最终的位置输出异常无法可靠检出，能够检出的异常状态有限，因此安全可靠程度有限，不能及时有效进行运动控制，运动控制及时性和准确性较差，容易发生危险。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明实施例提供了一种位置检测组件、一种运动控制系统，以及一种机器人，以解决现有技术中存在的技术缺陷。
6.根据本发明实施例的第一方面，提供了一种位置检测组件，该位置检测组件包括第一位置检测通道和第二位置检测通道；
7.第一位置检测通道用于检测被测物体的绝对位置和第一相对位置，生成并输出绝对位置信号和第一相对位置信号；
8.第二位置检测通道用于检测被测物体的第二相对位置，生成并输出第二相对位置信号；
9.其中，绝对位置信号、第一相对位置信号和第二相对位置信号用于判断位置检测组件是否异常。
10.根据本发明实施例的第二方面，提供了一种运动控制系统，该运动控制系统包括位置检测组件、驱动组件和安全控制组件；
11.位置检测组件，被配置为输出绝对位置信号、第一相对位置信号和第二相对位置信号；
12.驱动组件，被配置为获取位置检测组件输出的绝对位置信号，基于绝对位置信号确定位置检测组件是否异常，若是，则生成运动停止指令；
13.安全控制组件，被配置为获取位置检测组件输出的第一相对位置信号和第二相对位置信号，基于第一相对位置信号和第二相对位置信号，确定位置检测组件是否异常，若
是，则生成运动停止指令。
14.根据本发明实施例的第三方面，提供了一种机器人，包括：运动控制系统和电机，其中，运动控制系统包括位置检测组件、电机驱动组件和安全控制组件；
15.位置检测组件，被配置为输出绝对位置信号、第一相对位置信号和第二相对位置信号；
16.电机驱动组件，被配置为获取位置检测组件输出的绝对位置信号，基于绝对位置信号确定位置检测组件是否异常，若是，则触发运动停止指令；
17.安全控制组件，被配置为获取位置检测组件输出的第一相对位置信号和第二相对位置信号，基于第一相对位置信号和第二相对位置信号，确定位置检测组件是否异常，若是，则向电机驱动组件发送运动停止指令；
18.电机驱动组件，进一步被配置为基于运动停止指令，控制电机停止运行。
19.本发明提供的位置检测组件包括第一位置检测通道和第二位置检测通道，第一位置检测通道用于检测被测物体的绝对位置和第一相对位置，生成并输出绝对位置信号和第一相对位置信号；第二位置检测通道用于检测被测物体的第二相对位置，生成并输出第二相对位置信号；其中，绝对位置信号、第一相对位置信号和第二相对位置信号用于判断位置检测组件是否异常。这种情况下，位置检测组件可以输出三路位置信号，该三路位置信号之间可以互相监督，反映位置检测组件的状态，因而后续可以综合该三路位置信号确定位置检测组件是否出现异常，从而控制运动，采用三路位置信号互相监控的方法来识别位置检测组件的异常，几乎能覆盖位置检测组件的所有异常情况，安全性可靠性极高，能够及时有效控制停止运动，大大提高运动控制及时性和准确性，避免发生危险。
20.本发明提供的运动控制系统包括位置检测组件、驱动组件和安全控制组件；位置检测组件，被配置为输出绝对位置信号、第一相对位置信号和第二相对位置信号；驱动组件，被配置为获取位置检测组件输出的绝对位置信号，基于绝对位置信号确定位置检测组件是否异常，若是，则生成运动停止指令；安全控制组件，被配置为获取位置检测组件输出的第一相对位置信号和第二相对位置信号，基于第一相对位置信号和第二相对位置信号，确定位置检测组件是否异常，若是，则生成运动停止指令。
21.这种情况下，位置检测组件可以输出三路位置信号，该三路位置信号之间可以互相监督，反映位置检测组件的状态，因而可以综合该三路位置信号确定位置检测组件是否出现异常，从而控制运动行，采用三路位置信号互相监控的方法来识别位置检测组件的异常，几乎能覆盖位置检测组件的所有异常情况，安全性可靠性极高，能够及时有效控制停止运动，大大提高运动控制及时性和准确性，避免发生危险。另外，驱动组件对绝对位置信号进行分析，确定位置检测组件是否出现异常，安全控制组件对第一相对位置信号进行分析，确定位置检测组件是否出现异常，位置检测组件输出的三路位置信号不重复使用，避免了相同或相似异常导致两套异常输出组件均输出异常。
附图说明
22.图1是本发明一实施例提供的一种位置检测组件的结构示意图；
23.图2是本发明一实施例提供的一种位置检测方法的流程图；
24.图3是本发明一实施例提供的一种运动控制系统的结构示意图；
25.图4是本发明一实施例提供的一种运动控制方法的流程图；
26.图5是本发明一实施例提供的另一种运动控制方法的流程图；
27.图6是本发明一实施例提供的一种安全控制器的结构框图；
28.图7是本发明一实施例提供的一种机器人的结构框图。
具体实施方式
29.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
30.在本发明一个或多个实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明一个或多个实施例。在本发明一个或多个实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本发明一个或多个实施例中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
31.应当理解，尽管在本发明一个或多个实施例中可能采用术语第一、第二等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明一个或多个实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
32.首先，对本发明一个或多个实施例涉及的名词术语进行解释。
33.伺服控制：为满足某种目的，产生运动和对物体运动进行控制是重要的活动之一，伺服控制是对物体运动的位置、速度及加速度等变化量的有效控制。
34.编码器(encoder)：是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。
35.差分信号：是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。差分信号又称差模信号，是相对共模信号而言的。
36.需要说明的是，位置检测组件是伺服控制的关键元件，广泛应用于工业机器人、数控机床、汽车、医疗设备等领域，用来检测被测物体的角位移、直线位移等位置信息，将其转换为易于处理的电信号，以控制电机运行。由于位置检测组件为电机设备的位置反馈元件，其工作状态直接影响到电机输出，位置检测组件输出错误会导致电机运行异常甚至飞车，对设备和人员造成危害，因此要求位置检测组件的故障状态能够及时被检出，以采取停机等措施。
37.现有技术中，传统位置检测组件通过内部处理电路或mcu(微控制器)检测内部中间变量，如电压、磁场强度等，输出异常状态位，然而该位置检测组件仅能够检出中间变量
异常，最终的位置输出异常误无法可靠检出，能够检出的异常状态有限，因此安全可靠程度有限，不能及时有效控制电机停止运行，运动控制及时性和准确性较差，容易发生危险。
38.因而，为了解决上述问题，本发明实施例中采用了非相似余度架构，单套位置检测组件内部具有位置检测冗余部件，且冗余部件与原部件电气和物理隔离，避免了故障蔓延，冗余部件和原部件分别为增量式和绝对式差分输出，避免相同或相似故障导致两套位置输出部件均出现故障，具有很高的可靠性和安全性。
39.在本发明中，提供了一种位置检测组件及方法、运动控制系统及方法，一种安全控制器，一种计算机可读存储介质，以及一种机器人，在下面的实施例中逐一进行详细说明。
40.本发明提供一种位置检测组件的结构示意图，如图1所示，位置检测组件包括第一位置检测通道1和第二位置检测通道2；
41.第一位置检测通道1用于检测被测物体的绝对位置和第一相对位置，生成并输出绝对位置信号和第一相对位置信号；
42.第二位置检测通道2用于检测被测物体的第二相对位置，生成并输出第二相对位置信号；其中，绝对位置信号、第一相对位置信号和第二相对位置信号用于判断位置检测组件是否异常。
43.具体的，位置检测组件是指用于检测被测物体位置的元件，该位置检测组件可以是一种编码器，分为绝对式编码器和增量式编码器，分别输出绝对位置信号和相对位置信号，两种编码器内部信号转换原理、输出方式均不同。
44.实际应用中，位置检测组件中设置两个位置检测通道，第一位置检测通道提供绝对式和增量式两种位置检测方式，可以检测被测物体的绝对位置和第一相对位置，输出绝对位置信号和第一相对位置信号等两路位置输出；第二位置检测通道提供增量式检测方式，检测被测物体的第二相对位置，输出第二相对位置信号。也即是，第一位置检测通道和第二位置检测通道并列设置，输出三路位置信号。
45.其中，绝对位置需要规定一个机械原点，以该机械原点为基准进行定位计算，即绝对式位置检测方式；相对位置是以被测物体自身为原点，也即以当前位置为基准计算，无需回到机械原点，即增量式位置检测方式。
46.一种可能的实现方式中，第一位置检测通道和第二位置检测通道在电路中可以采用共地设计。需要说明的是，第一位置检测通道和第二位置检测通道在电路中可以不采用共地设计，也可以采用共地设计，采用共地设计可以简化电源设计，从而简化电路。
47.另外，绝对位置信号中除了包括被测物体的绝对位置之外，还可以包括基于中间变量生成的位置状态信息，其中，位置状态信息为数字量，如十六进制数0x00表示无异常，0x01表示最低位置位有异常，0xff表示所有位均有异常，具体什么异常需按协议解析，协议可以自己设置或者参考相关产品设置。
48.需要说明的是，位置检测组件中设计了两个位置检测通道，且两个位置检测通道的内部结构、输出内容均不相同，也即位置检测组件采用了非相似余度架构，位置检测组件中设置的两个位置检测通道之间，电气与物理隔离，确保异常通道不影响正常通道的工作。并且，第二位置检测通道采用增量式位置检测与输出方式，第一位置检测通道采用增量式与绝对式两种位置检测与输出方式，避免了相同或相似故障导致两套位置输出部件均出现异常。
49.本实施例一个可选的实施方式中，如图1所示，第一位置检测通道1包括第一位置检测单元11、转换单元12和第一差分单元13；第一位置检测单元11分别与转换单元12、第一差分单元13通信连接；
50.第一位置检测单元11用于检测被测物体的绝对位置，将绝对位置传输至转换单元12；转换单元12用于对绝对位置进行电平转换，获得绝对位置信号；
51.第一位置检测单元11还用于检测被测物体的第一相对位置，将第一相对位置传输至第一差分单元13；第一差分单元13用于对第一相对位置进行差分转换，获得第一相对位置信号。
52.具体的，第一位置检测单元可以检测被测物体的位置，提供两路数字信号输出(绝对位置和第一相对位置)，绝对位置需要经过转换单元进行电平转换，与外界通信，第一相对位置需要经过第一差分单元进行差分转换，与外界通信。
53.实际应用中，第一位置检测单元输出的绝对位置为绝对数字信号、输出的第一相对位置为增量数字信号，转换单元可以对绝对数字信号进行电平转换，将绝对位置转换为符合相应通信规范的信号，获得绝对位置信号，与外界通信，如该转换单元可以为电平转换单元；另外，由于绝对位置信号可以供给驱动组件进行异常判断，驱动组件是功率较大、干扰也较大的元件，因而还可以提供数字信号隔离功能，将第一位置检测单元输出的绝对位置隔离后转换为符合相应通信规范的信号，获得绝对位置信号，与外界通信，即该转换单元可以为隔离与电平转换单元，隔离设计可以提高位置检测组件工作的稳定性。
54.第一差分单元可以将增量数字信号转换为差分信号，即将第一位置检测单元输出的第一相对位置转换为一对差分信号，获得第一相对位置信号，与外界通信，如该第一差分单元可以为单端转差分单元，该单端转差分单元中设置有专用芯片，实现差分信号转换，将增量数字信号转换为差分信号，可以提高通讯的抗干扰能力。
55.需要说明的是，位置检测组件包括两个位置检测通道，三路位置信号输出，第一位置检测通道输出绝对位置信号和第一相对位置信号，绝对位置信号以rs485通信方式传输，第一相对位置信号以abz差分信号传输。如此，两个位置检测通道可以通过不同的通信方式，输出三路位置信号，分别提供给对应的部件，避免了相同或相似故障导致两套位置输出部件均出现异常，并且通过差分信号输出被测物体的相对位置，提高了位置检测的抗干扰性。
56.本实施例一个可选的实施方式中，如图1所示，第一位置检测单元11包括第一电源111、第一位置检测传感器112和微控制单元113，第一电源111、第一位置检测传感器112和微控制单元113相互连接，第一电源111用于为第一位置检测传感器112和微控制单元113供电，微控制单元113用于从第一位置检测传感器112中读取绝对位置，第一位置检测传感器112用于检测被测物体的绝对位置和第一相对位置。
57.实际应用中，第一电源优选为降压稳压电路，为微控制单元mcu和第一位置检测传感器提供满足特定电压和纹波要求的电源。微控制单元mcu优选为低功耗arm处理器，其与第一位置检测传感器可通过数字接口通信，读取第一位置检测传感器内部的绝对位置和内部的位置状态信息；也可通过模拟接口，读取第一位置检测传感器转换得到的模拟信号，解算得到绝对位置和内部的位置状态信息，后续mcu可以将获取到的绝对位置和内部的位置状态信息传输至转换单元，隔离转换生成并输出绝对位置信号。
58.另外，第一位置检测传感器可以将强度信号转换为电压信号，通过内部调理和解算电路处理后，将转换结果通过模拟接口或数字接口传送给mcu，第一位置检测传感器可以为磁传感器，也可以采用其他形式的传感器，如光电式、电容式、电感式等传感器。
59.进一步的，如图1所示，第一位置检测通道1还可以包括第一供电回路14，通过第一供电回路14为第一电源111供电。也就是说，第一位置检测通道1可以由第一电源111、微控制单元(mcu)113、第一位置检测传感器112、转换单元12、第一差分单元13和第一供电回路14组成。第一差分单元13可以将增量编码器abz数字信号转换为差分信号，该abz数字信号可以来自第一位置检测传感器112，也可来自微控制单元(mcu)113。
60.需要说明的是，位置检测组件包括两个位置检测通道，三路位置信号输出，包括一路绝对位置信号和两路相对位置信号，通过两个位置检测通道、不同的通信方式，输出三路位置信号，分别提供给对应的部件，避免了相同或相似故障导致两套位置输出部件均出现异常，并且通过差分信号输出被测物体的相对位置，提高了位置检测的抗干扰性，安全性可靠性极高。
61.本实施例一个可选的实施方式中，如图1所示，第二位置检测通道2包括第二位置检测单元21和第二差分单元22，第二位置检测单元21与第二差分单元22通信连接；
62.第二位置检测单元21用于检测被测物体的第二相对位置，将第二相对位置传输至第二差分单元22；第二差分单元22用于对第二相对位置进行差分转换，获得第二相对位置信号。
63.本实施例一个可选的实施方式中，如图1所示，第二位置检测单元21包括第二电源211和第二位置检测传感器212，第二电源211与第二位置检测传感器212连接，第二电源211用于为第二位置检测传感器212供电，第二位置检测传感器212用于检测被测物体的第二相对位置。
64.具体的，第二电源、第二位置检测传感器、第二差分单元与上述第一电源、第一位置检测传感器、第一差分单元的结构和功能相同，本实施例在此不再赘述。
65.另外，如图1所示，第二位置检测通道2还可以包括第二供电回路23，通过第二供电回路23为第二电源211供电。也就是说，第二位置检测通道2可以由第二电源211、第二位置检测传感器212、第二差分单元22和第二供电回路23组成，第二位置检测通道2各组成部分与第一位置检测通道1对应部分功能一致。
66.本发明实施例中提供的位置检测组件，包括两个位置检测通道，三路位置信号输出，包括一路绝对位置信号和两路相对位置信号，通过两个位置检测通道、不同的通信方式，输出三路位置信号，分别提供给对应的部件，该三路位置信号之间可以互相监督，反映位置检测组件的状态，因而后续可以综合该三路位置信号确定位置检测组件是否出现异常，从而控制运动，采用三路位置信号互相监控的方法来识别位置检测组件的异常，几乎能覆盖位置检测组件的所有异常情况，安全性可靠性极高，能够及时有效控制停止运动，大大提高运动控制及时性和准确性，避免发生危险，并且避免了相同或相似故障导致两套位置输出部件均出现异常。
67.本发明提供一种位置检测方法的流程图，如图2所示，该位置检测方法应用于位置检测组件，位置检测组件包括第一位置检测通道和第二位置检测通道，该方法包括如下步骤：
68.步骤202：第一位置检测通道检测被测物体的绝对位置和第一相对位置，生成并输出绝对位置信号和第一相对位置信号。
69.步骤204：第二位置检测通道检测被测物体的第二相对位置，生成并输出第二相对位置信号。
70.其中，绝对位置信号、第一相对位置信号和第二相对位置信号用于判断位置检测组件是否异常。
71.需要说明的是，本发明实施例中对上述步骤202-204的执行顺序不进行限定，可以依次按序执行，或者随机执行，也可以同时执行。
72.本发明实施例中提供的位置检测方法，位置检测组件包括两个位置检测通道，三路位置信号输出，包括一路绝对位置信号和两路相对位置信号，通过两个位置检测通道、不同的通信方式，输出三路位置信号，分别提供给对应的部件，该三路位置信号之间可以互相监督，反映位置检测组件的状态，因而后续可以综合该三路位置信号确定位置检测组件是否出现异常，从而控制运动，采用三路位置信号互相监控的方法来识别位置检测组件的异常，几乎能覆盖位置检测组件的所有异常情况，安全性可靠性极高，能够及时有效控制停止运动，大大提高运动控制及时性和准确性，避免发生危险，并且避免了相同或相似故障导致两套位置输出部件均出现异常。
73.上述为本实施例的一种位置检测方法的示意性方案。需要说明的是，该位置检测方法的技术方案与上述的位置检测组件的技术方案属于同一构思，位置检测方法的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述位置检测组件的技术方案的描述。
74.本发明提供一种运动控制系统的结构示意图，如图3所示，运动控制系统包括位置检测组件302、驱动组件304和安全控制组件306；
75.位置检测组件302，被配置为输出绝对位置信号、第一相对位置信号和第二相对位置信号；
76.驱动组件304，被配置为获取位置检测组件302输出的绝对位置信号，基于绝对位置信号确定位置检测组件302是否异常，若是，则生成运动停止指令；
77.安全控制组件306，被配置为获取位置检测组件302输出的第一相对位置信号和第二相对位置信号，基于第一相对位置信号和第二相对位置信号，确定位置检测组件302是否异常，若是，则生成运动停止指令。
78.具体的，驱动组件的rs485接口可以与位置检测组件的rs485接口相连，实现通信连接；安全控制组件可以通过差分增量编码器信号接口与位置检测组件连接，实现通信连接，具有该差分增量编码器信号接口的设备均可作为安全控制组件，连接位置检测组件，实现增量式的相对位置检测。
79.其中，该位置检测组件为上述图1所提供的位置检测组件，驱动组件可以采集该位置检测组件提供的绝对位置信号，基于该绝对位置信号确定位置检测组件是否异常，若异常，则生成运动停止指令；安全控制组件可以采集该位置检测组件提供的第一相对位置信号和第二相对位置信号，基于该第一相对位置信号和第二相对位置信号确定位置检测组件是否异常，若异常，则生成运动停止指令。
80.需要说明的是，该运动停止指令可以控制运动组件停止运动，该运动组件可以是指电机，也可以是指实现运动的相关组件，如电机、刹车器等。驱动组件在确定出位置检测
组件异常时，可以生成运动停止指令，将该运动停止指令发送给运动组件(如电机)，运动组件接收到该运动停止指令时，停止运动；安全控制组件在确定出位置检测组件异常时，可以生成运动停止指令，将该运动停止指令发送给驱动组件，由驱动组件将该运动停止指令发送给运动组件(如电机)，运动组件接收到该运动停止指令时，停止运动。
81.也就是说，驱动组件在获取到运动停止指令的情况下，可以控制运动组件停止运动，具体可以是指驱动组件检测到自身触发生成的运动停止指令，和/或接收到安全控制组件发送的运动停止指令，则确定获取到该异常控制指令，可以控制运动组件停止运动。也即，驱动组件在获取到自身生成的和/或安全控制组件发送的运动停止指令时，将该运动停止指令发送给运动组件，以控制运动组件停止运动。
82.当然，实际应用中，安全控制组件除了可以通过驱动组件控制运动组件停止运动之外，在确定出位置检测组件异常，生成运动停止指令后，可以直接将该运动停止指令发送给运动组件，以控制运动组件的运动，本发明对此不进行限制。
83.另外，正常状态下，绝对位置信号还可以作为驱动组件的位置反馈，控制运动组件运动，实现闭环控制。也即，若基于该绝对位置信号确定位置检测组件正常，则可以基于绝对位置信号中的绝对位置信息控制运动组件运动，具体的，驱动组件可以利用绝对位置信息计算得到运动组件转子角度，进而实现转子磁场定向控制。
84.本发明实施例中，位置检测组件可以输出三路位置信号，该三路位置信号之间可以互相监督，反映位置检测组件的状态，因而可以综合该三路位置信号确定位置检测组件是否出现异常，从而控制运动，采用三路位置信号互相监控的方法来识别位置检测组件的异常，几乎能覆盖位置检测组件的所有异常情况，安全性可靠性极高，能够及时有效控制停止运动，大大提高运动控制及时性和准确性，避免发生危险。另外，驱动组件对绝对位置信号进行分析，确定位置检测组件是否出现异常，安全控制组件对第一相对位置信号进行分析，确定位置检测组件是否出现异常，位置检测组件输出的三路位置信号不重复使用，避免了相同或相似异常导致两套异常输出组件均输出异常。
85.本实施例一个可选的实施方式中，绝对位置信号包括绝对位置信息和位置状态信息；驱动组件，进一步被配置为：
86.在解析绝对位置信号获得位置状态信息的情况下，确定位置状态信息是否异常，若是，则确定位置检测组件异常；和/或，在解析绝对位置信号未获得绝对位置信息的情况下，确定位置检测组件异常。
87.实际应用中，绝对位置信息是指被测物体的绝对位置的相关信息，位置状态信息是第一检测通道基于内部中间变量确定出的异常标识，也即位置状态信息是一种异常码，可以标识位置检测组件是否异常，基于该位置状态信息可以识别出由于中间变量异常而导致的位置检测组件异常。因而，可以解析绝对位置信号，获得位置状态信息，确定位置状态信息是否表征位置检测组件出现了异常，若是，则确定位置检测组件异常。
88.另外，若位置检测组件状态正常，则位置检测组件的回连续不间断地向驱动组件传输相对位置信息，以供驱动组件控制运动，若解析绝对位置信号，无法获得绝对位置信息，则说明出现了传输中断，位置检测组件可能出现了异常。
89.本发明实施例中，驱动组件可以读取位置检测组件输出的绝对位置信号中的绝对位置信息和位置状态信息，若位置状态信息异常或传输中断，则可以判定出现与位置检测
组件相关的异常，通过位置检测组件提供的绝对位置信号，可以检测出由于中间变量异常而导致的位置检测组件异常，及时有效控制停止运动，避免造成伤害。
90.本实施例一个可选的实施方式中，驱动组件，进一步被配置为：
91.在解析绝对位置信号获得绝对位置信息的情况下，根据绝对位置信息，确定速度信息；
92.从速度信息中确定幅值速度，在幅值速度超过第一速度阈值的情况下，确定位置检测组件异常。
93.其中，幅值速度是指速度信息包括的各个目标速度中的最大速度和/或最小速度；第一速度阈值是指预先设置的、实际系统中被测物体所能达到的最大速度或限制的最小速度，可以预先基于经验或需求设置，用于判断当前速度是否过高或过低。
94.需要说明的是，若解析绝对位置信号可以获得绝对位置信息，则说明位置传输未中断，此时可以对传输的绝对位置信息进行分析，以进一步确定位置检测组件是否出现异常。
95.具体实现时，可以对输出的绝对位置信息中的各个绝对位置进行差分运算，求出对应的目标速度，各个目标速度组成该速度信息，通常还需对通过差分运算求出的各个目标速度进行适当地低通滤波以滤除高频噪声与干扰，然后从速度信息包括的各个目标速度中确定出幅值速度进行判断，若超过实际系统所能达到的最大速度或限制的最小速度，由驱动组件判定速度异常，此异常可能由系统速度异常导致，也可能由位置检测组件异常导致。
96.本发明实施例中，可以根据绝对位置信息，确定相应的速度信息，基于速度信息，确定当前速度是否异常，通过位置检测组件提供的绝对位置信号，可以基于速度异常检测出输出位置导致的异常，安全性可靠性极高，可以及时有效控制停止运动，避免造成伤害。
97.本实施例一个可选的实施方式中，安全控制组件，进一步被配置为：
98.根据第一相对位置信号，确定第一速度，并根据第二相对位置信号，确定第二速度；
99.确定第一速度和第二速度之间的第一速度差值，在第一速度差值大于第一差值阈值的情况下，确定位置检测组件异常。
100.具体的，第一差值阈值是指预先设置的数值，用于判断基于不同通道之间的相对位置计算出的速度差异是否过大，如10、20等。
101.实际应用中，可以对第一位置检测通道的第一相对位置信号进行差分运算，求出第一速度，并且对第二位置检测通道的第二相对位置信号进行差分运算，求出第二速度，对通过两个位置检测通道提供的相对位置信号求出的两路速度进行比对，若速度差值超过设定的第一差值阈值，则说明不同通道检测到的相对位置差异过大，此时由安全控制组件判定出现位置检测组件相关的异常。
102.另外，实际应用中，也可以不计算速度，针对第一相对位置信号中的第一相对位置信息，以及第二相对位置信号中的第二相对位置，进行相对位置对比，确定相对位置差异是否过大。
103.本发明实施例中，安全控制组件可以读取位置检测组件输出的两路相对位置，分别根据两路相对位置求取速度信息，比较两个通道的速度差异，若超过第一差值阈值，则判
定出现与位置检测组件相关的异常，通过位置检测组件提供的两路相对位置信号，可以基于速度差异或位置差异检测出输出位置导致的异常，安全性可靠性极高，可以及时有效控制停止运动，避免造成伤害。
104.本实施例一个可选的实施方式中，驱动组件，进一步被配置为：
105.确定目标速度和第一速度之间的第二速度差值，以及目标速度与第二速度之间的第三速度差值，其中，目标速度为驱动组件基于绝对位置信号确定，第一速度为安全控制组件基于第一相对位置信号确定，第二速度为安全控制组件基于第二相对位置信号确定；
106.在第二速度差值和第三速度差值中任一速度差值超过第二差值阈值的情况下，确定位置检测组件异常。
107.具体的，第二差值阈值是指预先设置的数值，用于判断基于绝对位置计算出的速度，与基于不同通道之间的相对位置计算出的速度差异是否过大，如10、20等。第二差值阈值可以和第一差值阈值相同，也可以不同。
108.需要说明的是，基于第一检测通道输出的绝对位置信号，可以确定出绝对位置对应的目标速度，基于第一检测通道输出的第一相对位置信号，可以确定出第一速度，基于第二检测通道输出的第二相对位置信号，可以确定出第二速度，对比目标速度、第一速度和第二速度，可以确定位置检测组件是否异常。
109.实际应用中，若驱动组件和安全控制组件基于自身采集到的位置信号均未判出异常，则可以对驱动组件求出的速度信息和安全控制组件求出的两路速度分别进行比对，若两个比对结果中任一差值超过设定的第二差值阈值，则说明检测到绝对位置与不同通道检测到的两路相对位置差异过大，此时可以确定位置异常，判定出现位置检测组件的相关异常。
110.具体实现时，驱动组件和安全控制组件之间有双向通信，安全控制组件可以基于获取到的两路相对位置信号，确定出对应的两路速度传输给驱动组件，即第一速度和第二速度，由驱动组件分别对比自身确定出的各个目标速度和第一速度、第二速度之间的差异，以确定位置检测组件是否出现异常。
111.另外，安全控制组件还可以基于获取到的第一相对位置信号和第二相对位置信号，确定出对应的第一速度和第二速度，判断第一速度和第二速度有无异常，若无异常，即两路速度一致，再传输任一路速度至驱动组件，以供驱动组件对比自身基于绝对位置信号确定出的目标速度，以及接收到的基于相对位置信号确定出的速度，以确定位置检测组件有无异常。
112.本发明实施例中，若驱动组件和安全控制组件基于自身采集到的位置信号均未判出异常，则可以进一步综合位置检测组件输出的三路位置信号，确定位置检测组件是否出现异常，不仅利用中间变量，还根据输出的位置判断异常，几乎能覆盖所有异常情况，安全性可靠性极高。
113.本实施例一个可选的实施方式中，位置检测组件包括第一位置检测通道和第二位置检测通道，第一位置检测通道用于输出绝对位置信号和第一相对位置信号，第二位置检测通道用于输出第二相对位置信号；
114.驱动组件，进一步被配置为获取第一位置检测通道输出的绝对位置信号；
115.安全控制组件，进一步被配置为获取第一位置检测通道输出的第一相对位置信
号，以及获取第二位置检测通道输出的第二相对位置信号。
116.需要说明的是，位置检测组件中设计了两个位置检测通道，且两个位置检测通道的内部结构、输出内容均不相同，也即位置检测组件采用了非相似余度架构，位置检测组件中设置的两个位置检测通道之间，电气与物理隔离，确保异常通道不影响正常通道的工作。并且，第二位置检测通道采用增量式位置检测与输出方式，第一位置检测通道采用增量式与绝对式两种位置检测与输出方式，避免了相同或相似故障导致两套位置输出部件均出现异常。
117.本发明提供的运动控制系统，位置检测组件可以输出三路位置信号，该三路位置信号之间可以互相监督，反映位置检测组件的状态，因而可以综合该三路位置信号确定位置检测组件是否出现异常，从而控制运动，采用三路位置信号互相监控的方法来识别位置检测组件的异常，几乎能覆盖位置检测组件的所有异常情况，安全性可靠性极高，能够及时有效控制停止运动，大大提高运动控制及时性和准确性，避免发生危险。另外，驱动组件对绝对位置信号进行分析，确定位置检测组件是否出现异常，安全控制组件对第一相对位置信号进行分析，确定位置检测组件是否出现异常，位置检测组件输出的三路位置信号不重复使用，避免了相同或相似异常导致两套异常输出组件均输出异常。
118.本发明提供一种运动控制方法的流程图，如图4所示，该方法应用于运动控制系统，运动控制系统包括位置检测组件、驱动组件和安全控制组件，方法包括如下步骤：
119.步骤402：位置检测组件输出绝对位置信号、第一相对位置信号和第二相对位置信号。
120.步骤404：驱动组件获取位置检测组件输出的绝对位置信号，基于绝对位置信号确定位置检测组件是否异常，若是，则生成运动停止指令。
121.步骤406：安全控制组件获取位置检测组件输出的第一相对位置信号和第二相对位置信号，基于第一相对位置信号和第二相对位置信号，确定位置检测组件是否异常，若是，则生成运动停止指令。
122.需要说明的是，本发明实施例中对上述步骤404-4066的执行顺序不进行限定，可以依次按序执行，或者随机执行，也可以同时执行。
123.本发明提供的运动控制方法，位置检测组件可以输出三路位置信号，该三路位置信号之间可以互相监督，反映位置检测组件的状态，因而可以综合该三路位置信号确定位置检测组件是否出现异常，从而控制运动，采用三路位置信号互相监控的方法来识别位置检测组件的异常，几乎能覆盖位置检测组件的所有异常情况，安全性可靠性极高，能够及时有效控制停止运动，大大提高运动控制及时性和准确性，避免发生危险。另外，驱动组件对绝对位置信号进行分析，确定位置检测组件是否出现异常，安全控制组件对第一相对位置信号进行分析，确定位置检测组件是否出现异常，位置检测组件输出的三路位置信号不重复使用，避免了相同或相似异常导致两套异常输出组件均输出异常。
124.本发明提供另一种运动控制方法的流程图，如图5所示，该方法应用于运动控制系统，运动控制系统包括位置检测组件、驱动组件和安全控制组件，方法包括如下步骤：
125.步骤502：位置检测组件输出第一相对位置信号和第二相对位置信号。
126.步骤504：安全控制组件获取位置检测组件输出的第一相对位置信号和第二相对位置信号，基于第一相对位置信号和第二相对位置信号，确定位置检测组件是否异常，若
是，则生成运动停止指令。
127.本发明提供的运动控制系统，位置检测组件可以输出两路相对位置信号，该两路相对位置信号之间可以互相监督，反映位置检测组件的状态，安全控制组件可以综合该两路相对位置信号确定位置检测组件是否出现异常，若确定出异常，则生成运动停止指令，控制停止运动，采用两路相对位置信号互相监控的方法来识别位置检测组件的异常，几乎能覆盖位置检测组件的所有异常情况，安全性可靠性极高，能够及时有效控制停止运动，大大提高运动控制及时性和准确性，避免发生危险。
128.上述为本实施例的一种运动控制方法的示意性方案。需要说明的是，该运动控制方法的技术方案与上述的运动控制系统的技术方案属于同一构思，运动控制方法的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述运动控制系统的技术方案的描述。
129.图6示出了根据本发明一实施例提供的一种安全控制器的结构框图。该安全控制器600的部件包括但不限于存储器610和处理器620。处理器620与存储器610通过总线630相连接，数据库650用于保存数据。
130.安全控制器600还包括接入设备640，接入设备640使得安全控制器600能够经由一个或多个网络660通信。这些网络的示例包括公用交换电话网(pstn，public switched telephone network)、局域网(lan，local area network)、广域网(wan，wide area network)、个域网(pan，personal area network)或诸如因特网的通信网络的组合。接入设备640可以包括有线或无线的任何类型的网络接口(例如，网络接口卡(nic，network interface controller))中的一个或多个，诸如ieee802.11无线局域网(wlan，wireless local area networks)无线接口、全球微波互联接入(wi-max，worldwide interoperability for microwave access)接口、以太网接口、通用串行总线(usb，universal serial bus)接口、蜂窝网络接口、蓝牙接口、近场通信(nfc，near field communication)接口，等等。
131.在本发明的一个实施例中，安全控制器600的上述部件以及图6中未示出的其他部件也可以彼此相连接，例如通过总线。应当理解，图6所示的安全控制器结构框图仅仅是出于示例的目的，而不是对本发明范围的限制。本领域技术人员可以根据需要，增添或替换其他部件。
132.安全控制器600可以是任何类型的静止或移动安全控制器，包括移动计算机或移动安全控制器(例如，平板计算机、个人数字助理、膝上型计算机、笔记本计算机、上网本等)、移动电话(例如，智能手机)、可佩戴的安全控制器(例如，智能手表、智能眼镜等)或其他类型的移动设备，或者诸如台式计算机或pc的静止安全控制器。安全控制器600还可以是移动式或静止式的服务器。
133.其中，处理器620用于执行如下计算机可执行指令，以实现获取位置检测组件输出的第一相对位置信号和第二相对位置信号，基于第一相对位置信号和第二相对位置信号，确定位置检测组件是否异常，若是，则生成运动停止指令。
134.上述为本实施例的一种安全控制器的示意性方案。需要说明的是，该安全控制器的技术方案与上述的位置检测组件或运动控制系统的技术方案属于同一构思，计算设备的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述位置检测组件或运动控制系统的技术方案的描述。
135.图7示出了根据本发明一实施例提供的一种机器人的结构框图，如图7所示，机器人包括运动控制系统702和电机704，运动控制系统702包括位置检测组件7022、电机驱动组件7024和安全控制组件7026；
136.位置检测组件7022，被配置为输出绝对位置信号、第一相对位置信号和第二相对位置信号；
137.电机驱动组件7024，被配置为获取位置检测组件7022输出的绝对位置信号，基于绝对位置信号确定位置检测组件7022是否异常，若是，则触发运动停止指令；
138.安全控制组件7026，被配置为获取位置检测组件7022输出的第一相对位置信号和第二相对位置信号，基于第一相对位置信号和第二相对位置信号，确定位置检测组件7022是否异常，若是，则向电机驱动组件7024发送运动停止指令；
139.电机驱动组件7024，进一步被配置为基于运动停止指令，控制电机704停止运行。
140.本发明提供的机器人包括位置检测组件、电机驱动组件、安全控制组件和电机，位置检测组件可以输出三路位置信号，该三路位置信号之间可以互相监督，反映位置检测组件的状态，因而可以综合该三路位置信号确定位置检测组件是否出现异常，从而控制电机运行，采用三路位置信号互相监控的方法来识别位置检测组件的异常，几乎能覆盖位置检测组件的所有异常情况，安全性可靠性极高，能够及时有效控制电机停止运行，大大提高运动控制及时性和准确性，避免发生危险。另外，电机驱动组件对绝对位置信号进行分析，确定位置检测组件是否出现异常，安全控制组件对第一相对位置信号进行分析，确定位置检测组件是否出现异常，位置检测组件输出的三路位置信号不重复使用，避免了相同或相似异常导致两套异常输出组件均输出异常。
141.上述对本发明特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
142.所述计算机指令包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
143.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。
144.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
145.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。可选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本发明的内容，可
作很多的修改和变化。本发明选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。